冷凍水式精密空調(diào)的綜合分析之冷凍水系統(tǒng)機房專用空調(diào)設計原理

（1）加熱器分電加熱和熱氟加熱器,。電加熱器采用全不銹剛繞片式或PTC電加熱管,，具有結(jié)構簡單，易于控制,，加熱量大,，并可實現(xiàn)多級加熱量的控制，滿足不同工況的要求,。熱氟加熱器采用先進的制冷技術融合節(jié)能環(huán)保理念所衍生的技術結(jié)晶,，該加熱方式是利用機組的耗熱量來取代電加熱量，從而實現(xiàn)節(jié)能目的,。

（2）加濕器采用品牌電極式蒸汽加濕器,，電極式蒸汽加濕器是利用交流電能直接對自來水進行加熱產(chǎn)生潔凈蒸汽的過程。具有加濕量大,、加濕效率高,、可實現(xiàn)高精度的無級加濕。

（3）送風系統(tǒng)：送風機為前傾/后傾式系列的雙進風,、雙寬度離心風機,。風機選型采用專業(yè)的CAD選型軟件進行優(yōu)化設計，以獲取風機運行的最佳工作點,。

恒溫恒濕空調(diào)機具有精度高,、可靠性好、顯熱比高,、噪聲低,、適應性強、結(jié)構緊湊,、檢修方便等特點,，多種選擇，有風冷,、水冷兩種冷卻方式,，滿足客戶不同使用環(huán)境的需求。模塊式機房專用空調(diào)機用戶可根據(jù)需要,，選用單個模塊或多個模塊組合,。模塊之間可并排安裝也可分開安裝,。各機組獨立供電、供水,，機組之間用信號線相連,。

冷凍水系統(tǒng)機房專用空調(diào)系統(tǒng)圖

2.2.1可靠性：如果將冷凍主機部分設計為單機系統(tǒng)，或管路系統(tǒng)設計為單管路,，將存在嚴重的單點瓶頸,，一旦冷凍主機故障或管路故障，整個系統(tǒng)將癱瘓,，因此如果該系統(tǒng)采用冷凍水冷卻方式,，必須采用主機備份和雙管路系統(tǒng)來解決，要求冷凍主機系統(tǒng),、冷卻水系統(tǒng),、泵系統(tǒng)采用N+X備份，確保任意系統(tǒng)發(fā)生故障,，整個系統(tǒng)正常提供冷凍水,。如項目采用冷凍水主設備冗余、管路系統(tǒng)采用雙環(huán)管網(wǎng)等設計,，在任意管路或主器件出現(xiàn)問題,，仍能不影響絕大部分的機組運行。 　 

精密空調(diào)漏水隱患：冷凍水冷卻方式隱患較大,，問題在大型冷凍水管進入機房,，就存在水浸機房的風險，一旦進入機房的主管路發(fā)生問題,，由于水量大,，很難通過防水壩以及排水孔排除漏水。這就需要設計有漏水報警與聯(lián)動系統(tǒng)（例如在發(fā)生漏水時,，立即判斷并自動關閉相應段的水閥）,，并需要在系統(tǒng)運行的每個月進行檢查，避免出現(xiàn)即使漏水告警系統(tǒng)發(fā)出信號,，但電動水閥也無法關閉的問題,。若主管路發(fā)生漏水將帶來災難性影響,。 　　 

精密空調(diào)能效比：冷凍水冷卻方式中,，大型冷凍主機的壓縮機能效比高于機房空調(diào)壓縮機，但是整個冷凍水的耗電包括壓縮機,、冷凍水泵,、冷卻水系統(tǒng)、末端冷凍水機組的總耗電,，這樣,，針對整個空調(diào)系統(tǒng)的能效比約在2.5～3.5,。而綜合效率取決于冷凍主機的效率，總冷量為4500KW的系統(tǒng)冷凍水主機能效比取國標二級能效5.6,，按5000平方米機房計算,，并考慮冷凍主機水泵冷卻塔能無極調(diào)節(jié)變頻時，總能效比顯示出優(yōu)勢,。當然,，可以設計在冬季利用自然冷源，進一步提高全年能效比,。 

精密空調(diào)可擴容性：冷凍水冷卻方式的管路系統(tǒng)和主機系統(tǒng),，都需要提前規(guī)劃設計，例如否則后期擴容難度大,。冷凍主機系統(tǒng)可按N+X方式逐一設計,，但管路系統(tǒng)無法逐一設計，必須根據(jù)終期容量進行統(tǒng)一設計,，否則后期無法更改,，這樣就會帶來很多問題，例如：前期管路設計與冷凍主機設計很難匹配運行的問題等,，同時也會影響前期運行的效率,。因此需要在設計中充分考慮。 　　 

精密空調(diào)靈活性：冷凍水冷卻方式的主管路系統(tǒng)需要提前安裝到位,，制冷主機可分期實施,，末端管路系統(tǒng)因主管系統(tǒng)限制，調(diào)整余地少,，水路平衡和互相干擾大,，因此對設計要求很高，分期建設難度很大,，很難在不同建設時期保證系統(tǒng)都運行在最佳狀態(tài),。 

精密空調(diào)對建筑外部條件的要求：這一點是冷凍水冷卻方式的優(yōu)勢，其冷凍主機和冷卻塔可以集中布置,，占地面積少,。但不足在于，如果冷凍主機系統(tǒng)或其冷卻塔設計在屋面,，則對承重要求高,。如設計在地下室，需要進行好降噪工作等,。本項目規(guī)模下冷凍水主機一般設計在地下室,，按2+1備份，2600kW/臺考慮,，并考慮配電,、泵,、控制裝置、水處理裝置,、管路,，需要約300～400平方米。冷卻塔一般設計在樓頂或戶外地面,，選擇按3臺2+1備份考慮,，占地約100平方米。 　　 

針對5000平米機房,，與風冷冷卻方式比較,，冷凍水冷卻方式投資較高。包括冷凍主機,、冷卻塔,、管路、末端冷凍水機房專用空調(diào)等系統(tǒng),，應設計有冷凍主機水泵冷卻塔能無極調(diào)節(jié)變頻系統(tǒng)等,，另外北京地區(qū)必須考慮冷卻水防凍問題，因此將進一步增加成本,。如為高可用性要求機房,，為考慮安全性，設計為雙盤管冷凍水系統(tǒng),，也就是說冷凍水機房專用空調(diào)同時設計有兩套盤管,，并有兩路進水、兩路排水,，正常運行時一路供回水系統(tǒng)和一套盤管工作,，另一路處于備用，任意路系統(tǒng)無法正常供水,，系統(tǒng)將自動切換到另一套盤管,。此方案將進一步保障系統(tǒng)的安全性，但同時也將增加投資,。 　　 

精密空調(diào)可維護管理：冷凍水冷卻方式需要高水平的運行與維護隊伍,，需要時時檢測水管路系統(tǒng)的壓力、水溫,，檢查冷凍主機,、冷卻塔、泵的運行狀態(tài),，實驗關鍵電動水閥以及漏水檢測元件的有效性,，因此必須建設有高水平的運行維護隊伍,，對人員素質(zhì)要求較高,，投入運維方面的人員開支等遠高于風冷系統(tǒng),。 　 

精密空調(diào)系統(tǒng)的適應性：冷凍水冷卻方式適應管路較長（水泵揚程范圍內(nèi)）。目前國內(nèi)選擇冷凍水冷卻方案,，一般有兩種情況：情況一：應用冷凍水空調(diào)的投資收益率適合的超大機房,；情況二、無法設計風冷室外冷凝器場地的機房,。 　 

精密空調(diào)設計要求：如為高可用性要求,，必須考慮冷凍主機的備份問題、雙管路設計,、雙盤管冷凍水空調(diào)末端設計,，冷凍主機水泵冷卻塔能無極調(diào)節(jié)變頻設計等，關鍵設計包括可點水壓的平衡性,，末端水流量,、壓降的合理性等等，因此對設計的要求非常高,。綜合說明：優(yōu)點（適合管路長,，高度，建筑外立面考慮美觀）與缺點都非常明顯,，系統(tǒng)的高效性與系統(tǒng)的可擴容性,、系統(tǒng)的可分期實施性、系統(tǒng)的靈活性形成了不可調(diào)和的矛盾,。 

用風冷直接蒸發(fā)式冷卻塔,，優(yōu)勢是冬季節(jié)能明顯，缺點是價格較高,，夏季使用效率較低,。另外，如果設計為相對高的進出水溫度,，例如：不是設計為傳統(tǒng)的7℃進水,，12℃回水（此時制冷終端冷凍水機房專用空調(diào)的顯熱比在80%左右），而是設計為10℃進水,，16℃回水,，將提高制冷終端冷凍水機房專用空調(diào)的顯熱比，甚至達到100%,，這樣,，將減少因低顯熱比的除濕與加濕能耗，進一步實現(xiàn)節(jié)能,，但代價是將設計有更多數(shù)量的制冷終端冷凍水機房專用空調(diào),，這種方法已經(jīng)在國內(nèi)最新的一些項目中應用。 

該系統(tǒng)由：室內(nèi)冷凍水機房空調(diào),、冷凍水供回水管路,、冷凍水水泵,、冷凍水機組、冷卻水塔,、冷卻水供回水管路,、冷卻水泵等部分組成。

來源：機房空調(diào) http://kugq.cn/

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